地壳形变是地震过程中最直接的现象之一。在地震预测研究中，形变资料主要为全球板块^[1]、活动地块^[2]、典型构造区^[3]、块体边界带^[4]、断层带^[5]、固定位置^[6]提供多尺度时空资料约束，识别目标区域地壳形变的时空分布特征，在强震时、空、强尤其是地点和震级预测中发挥重要作用。

相对于典型的板间地震研究区，我国具有特殊的动力环境和复杂的孕震构造背景^{[2-3, 7]}。为了充分发挥地壳形变资料在地震预测研究中的作用，需要根据地壳形变观测及相关物理模型，归纳总结基于形变资料的强震预测思路。在此基础上，对未来形变监测、科学研究提出需求。

1 针对地震预测研究的形变观测及物理模型发展历程 1.1 形变观测的发展历程

活动地块的相对作用是边界带及主干断层变形的重要动力输入，下地壳的粘滞效应、断层摩擦与强震孕育直接相关(图 1)。因此，如果能基于地壳形变观测给出孕震断层可靠的高分辨率形变结果构建物理模型，定量识别与强震孕育相关的部分，将有利于推进强震物理预报进展。纵观地壳形变手段应用于地震预测研究的历史，可以大致分为传统大地测量、现代大地测量、典型构造部位的高时间分辨率观测等应用。

1.1.1 传统大地测量观测

应用于我国地震预测研究的传统大地测量手段始于20世纪50~60年代，主要包括水准测网、三角测网、边角测网、测边网等，通过观测测点之间的几何量(高差、距离、角度)构建数学方程并求解未知量，一般采用动态平差方法求解，关注的参数主要为测站运动速率(位移)、长度变化量、角度变化量等。目前区域水准观测网仍被应用，地震预测研究关注的参数主要为测站的垂直运动速率(精度为mm/a级)及梯度。

1.1.2 现代大地测量观测

以GNSS和InSAR技术为代表的现代大地测量技术自20世纪90年代以来在地震预测研究中被广泛应用。GNSS测量的基本观测量为卫星与地面测站间的距离(伪距和载波相位)，基本数据处理方法分为非差解算模式和差分解算模式，地震预测研究关注的参数主要为地面点的位置和运动速度信息(内符精度为mm/a级)。InSAR测量的基本观测量为SAR卫星与地面的距离(雷达波相位)，基本数据处理方法分为两轨法差分干涉、干涉图堆叠、永久散射体、短基线集算法等，地震研究关注的参数主要为与断层运动有关的变形信息(精度最高可达mm级)。

1.1.3 典型构造部位的高时间分辨率观测

为了捕捉地震前兆，自20世纪60年代起，我国地震工作者开展了多种高时间分辨率的形变观测，比较有代表性的包括跨断层观测和应变/倾斜连续观测。跨断层形变的观测量为断裂两盘近场的垂向、水平运动状态，既包含震源发展过程的源兆信息，也在一定程度上反映了大范围应力应变场在调整变化过程中的场兆信息。应变/倾斜观测的基本观测量为局部测点的应变、倾斜信息，此类观测可以动态监测地壳形变参数变化。设计初期的优势频段为潮汐频段，随着观测技术的发展及数据应用研究的深入，逐渐开展了非潮汐频段的研究应用，如趋势转折、破年变、异常频次、应变参数、准高频等数据分析。

1.2 强震预测相关的物理模型发展

由于震间应力/应变积累造成断层面上的应力/应变集中，当其突破临界状态时造成断层的快速错动，形成地震事件^[9]。随着地壳形变资料和震例的积累及理论探索的深入，基于形变资料发展起多个与地震预测相关的物理模型，如弹性回跳模型、位错模型及断层闭锁程度反演、块体运动模型、准静态成核模型等。

1.2.1 弹性回跳模型

Reid^[10]通过对1906年美国旧金山7.9级地震的三角测量结果的研究，发现了弹性回跳现象，认为断层上下两盘在构造应力的驱动下作相向运动，造成断层面上应变能不断积累。当其突破临界值时，断层面开始错动并释放出累积的能量，完成震间期应力/应变积累与同震释放过程。弹性回跳模型开启了现代地震学研究的新纪元，明确了地震与断层的关系，强调了应力-应变积累与释放在地震过程中的重要作用。基于弹性回跳的基本认识，强震过程中释放掉的应力/应变来源于震前积累，因此国内外针对地震预测研究开展了大量传统大地测量(比如三角网、水准网、测距网)；为了获取可靠的动态变形信息，发展了动态测量平差、拟稳平差等方法。观测产出的相关结果被广泛应用于震间变形特征识别、应变积累速率估算、同震破裂特征提取等方面，推动了强震地点的预测工作。

1.2.2 位错模型与断层闭锁程度反演

弹性回跳理论明确了地震与断层的关联，Steketee^[11]则将位错理论引入地震研究。Okada^[12]在总结前人研究基础上给出一套半空间均匀位错模型计算公式，成为位错理论发展的一个里程碑。目前，震源参数确定、地震断层反演、形变资料解释、地震预测研究等都与位错模型密切相关。基于位错理论，Savage等^[13]采用形变观测资料建立了一维震间走滑断层运动模型，构建了地表形变观测与断层滑动速率及闭锁深度之间的解析关系式，将形变观测现象拓展到断层深浅部运动特征层面。Savage等^[14]和Meade等^[4]研究认为，震间期可分为早期变形模式、平均变形模式和晚期变形模式(见图 2)。图 2(b)中，v为平行断层走向的运动速率，v₀为断层的长期平均滑动速率，x为到断层的距离，D为断层的闭锁深度。最近一次地震的离逝时间越长，断层两侧形变观测的曲线形态越平缓、闭锁深度越深，发生地震的概率也就越高。该研究为初步判定断层所处的孕震阶段提供了线索。

Matsu’ura等^[15]提出负位错模型，假设震间期块体边界的浅部“脆性”区域由于断层摩擦作用处于锁定状态，受震间构造应力加载作用引起的自由相对运动发生在深部“延性”区域，当闭锁的浅部块体边界的应力积累到一定程度时发生地震，积累的应力/应变得到释放。近年来，随着大地测量资料的丰富和模型研究的深入，断层深浅部耦合效应对强震地点和震级预测的积极意义逐渐得到认识。一般认为强震主要成核于震间强闭锁区，震间无震滑动区在同震过程中充当障碍体，可抑制地震滑动效应。图 3给出了断层闭锁/back-slip的基本原理，由于凹凸体的强耦合作用，导致该区域在震间期的滑动速率明显低于周边区域。因为地表大地测量观测结果包含了断层闭锁引起的变形效应，因此通过反演可以获取闭锁程度和滑动亏损的具体量值。针对断层闭锁程度/滑动亏损的研究被广泛用于强震地点和震级预测^[16-17]。

位错理论和断层闭锁程度反演原理明确了中上地壳脆性层与地震孕育的关系。由于断层闭锁程度越深需要地表形变监测的范围越大，为了有效监测多条断层乃至孕震块体的变形状态并识别变形成因，以GNSS和InSAR为代表的现代大地测量监测体系在地震预测研究中得以快速发展。观测资料被广泛应用于断层滑动速率估算、断层闭锁深度反演、闭锁程度/滑动亏损反演、断裂带应变状态识别、所处孕震阶段的判定等方面，推动了强震地点预测、震级估算、强震紧迫程度研判等工作。

1.2.3 块体运动模型

强震的孕育和发生往往与区域场的动态变化有关，部分强震具有成组发生的特征，成组强震间互相影响。上述相关联的强震现象可能与块体在整体性运动中存在强度和结构非均匀应变积累有关。根据块体变形特征，主要有3类块体模型：1)刚性块体模型，认为块体只有整体旋转的刚性运动，块体内部不存在应变，其运动方式可以用欧拉参数来描述；2)弹性块体模型，认为块体变形由整体运动、永久变形和弹性应变积累组成^[18-19]；3)基于刚性块体和弹性块体模型，考虑地壳厚度和介质粘弹性的影响，发展了粘弹性块体模型^[20]。块体运动与强震发生模式、强震之间的相互作用密切相关，块体变形的不均匀性以及局部应变积累程度对强震发生地点的判定具有重要的指示意义。

1.2.4 准静态成核模型

地震成核是指地震破裂之前裂纹加速扩展的过程，它是地震破裂前从准静态到准动态的过渡过程，可能伴随有前兆性的预滑动^[21]。由于断层面是非光滑的，当断裂沿着断层面扩展时，各单元出现成核破裂并具有一定的时间差异性，只有当破裂生长、并使各断层面得以贯通后，才能形成一定尺度的地震断裂。随着成核模式的发展，跨断层、地倾斜、地应变等以探索地震前兆为目的的观测台站被建立起来，观测产出的结果主要反映了局部断层或区域的应力/应变动态变化，在强震地点和时间预测方面发挥着重要作用。

综合而言，地壳形变观测与现代地震预测模型的发展密切相关，弹性回跳、位错模型、断层闭锁程度反演、块体运动模型和准地震成核等理论模型的发展均基于实际的观测数据，同时又促进了观测布局的优化。

2 基于形变资料的强震综合预测思路及需要关注的问题 2.1 形变资料在地震预测中的应用 2.1.1 区域水准观测资料

20世纪80年代我国地震预报实用化攻关中基于水准资料提出的判定强震危险地点的指标主要是从形变量大小来考虑的^[22]。由震例分析得出，强震基本上都发生在垂直运动速度图等值线密集区、高梯度区，并强调有构造含义的高梯度区出现应变加速和波动有可能成为1~3 a地震危险性判断的一个重要标志^[23]。但后来研究发现，不同地区用这些经验公式开展实际预测会有明显差异，如异常持续时间与震级的关系，在靠近板块边界的云南地区往往预测震级偏小，而甘肃、青海地区则可能偏大^[24]。

总体来看，区域水准资料主要应用于强震地点预测，具体包括如下3个方面的应用：1)地壳垂直形变特征的描述。基于水准资料获取的垂直形变速率分区特征与大地构造格局密切相关，能反映区域构造活动引起的垂直运动特征。2)断层运动特征的识别。基于水准资料获取的垂直运动速度场结果是断层运动的重要约束，可用于断层滑动速率估算、断层闭锁程度/滑动亏损反演。3)垂直运动速率梯度分布与强震地点预测。基于地壳垂直运动速率结果，可以得到垂直形变速率的水平梯度分布，速率梯度值的大小和高梯度带的范围可为中、强地震地点的判定提供支持。

2.1.2 GNSS观测资料

GNSS等空间对地观测技术的应用使得大、中尺度的地壳形变监测能力有了很大提升，进而可以从大尺度、中尺度到孕震断层尺度来研究强震的孕育、发生过程。通过对昆仑山口西8.1级地震和汶川8.0级地震震前GNSS资料所反映的孕震特征的分析，江在森等^[22]认为孕震过程的地壳形变特征需要从大尺度地壳形变时空演化过程进行研究，以便获取强震预测判据。

GNSS资料应用于地震研究始于美国M_W 7.3 Landers地震^[25-26]，主要在如下5个方面发挥作用：1)块体运动特征描述。由于GNSS速度场结果具有大空间尺度可比性，因此被广泛应用于全球板块、活动地块的运动特征描述，为板块/块体边界强震孕育研究提供加载约束。2)区域变形特征识别。基于GNSS速度场可计算得到应变率场，用于识别应变集中区、应变增量梯度带等，为强震地点预测提供支持。3)变形场演化特征识别。基于大地震等显著构造事件对地壳变形的影响结果，可以识别动态变形调整过程中非协调区(比如应变积累增强区、变形调整不变带等)。4)断层运动特征识别。利用GNSS速度结果，基于位错理论、back-slip原理等反演孕震断层滑动速率、闭锁程度/滑动亏损等信息，可用于强震地点、震级、破裂区分布预测等。5)高时间分辨率地壳变形动态特征识别。基于GNSS时间序列动态结果(坐标位置、基线、应变等)，识别出较大空间尺度GNSS时序资料出现偏离长期背景形态的现象。

2.1.3 InSAR观测资料

InSAR资料应用于地震研究始于美国M_W 7.3 Landers地震^[27]。目前InSAR应用于地震预测研究主要包括如下两个方面：1)描述断层地表近场变形特征。InSAR形变结果具有较高的空间分辨率，因此能够给出断层近场的细节形变特征，如识别断层蠕滑段、粘滑段等，为研究断层不同段落的强震危险性提供数据支持。2)识别断层深浅部运动特征。基于断层近场InSAR形变结果，联合区域GNSS速度结果或水准垂直形变结果，反演孕震断层面的闭锁程度/滑动亏损等信息，圈定断层面可能潜在的孕震凹凸体，预测强震地点、震级、破裂区分布等。

2.1.4 跨断层和应变/倾斜观测资料

跨断层、应变/倾斜观测的主要目的是探索、捕捉地震前兆，资料应用于地震时空强三要素(尤其是时间和地点)预测^[28-29]。跨断层形变资料在地震预测业务中的分析主要分为如下两类：1)基于原始观测曲线的异常提取。通过形态法识别原始观测曲线中的趋势转折、大幅变化、破年变、突跳等异常，识别源于观测曲线异常的时空发展特征。2)基于数值计算的综合指标异常提取。通过数值计算提取异常参数，具体包括速率合成、灰色关联度综合指标、窗口距平综合预测指标等参数。

应变/倾斜观测资料在地震预测业务中的应用主要包括如下方面：1)潮汐频段前兆异常，包括潮汐因子、加卸载响应比等方法提取的形变潮汐异常^[30]，该类异常具有中短期前兆意义，预测时间以半年内为主，预测地点为台站及其附近地区；2)非潮汐频段异常，包括突变类、趋势转折、破年变等异常^[31]，预测的优势频段为0.5~2 a不等，预测地点为台站附近或周边地区；3)高频及同震阶变特征研究。随着应变/倾斜观测资料采样率的提高，近年来同震响应分布特征识别、同震形变波衰减规律探索、同震应变阶、高频信息提取等，相关结果被应用于孕震区应力状态研判、强震发生时间和地点评估等方面^[32]。

总之，基于大地测量资料，我国地震学者开展了大量的研究工作，总结出一些典型的孕震模式，特别是在强震地点预测方面发挥了较大的作用^{[22, 33]}。另一方面，为了有效推进地震物理预报进程，尚需在预测思路、观测支撑、模型发展和机理解释等方面开展大量工作。

2.2 基于形变资料的场源结合综合预测思路

张国民等^[34]提出我国地震预报的“场的动态监视和源的过程追踪相结合”的地震预测思路。针对地壳形变资料，场的动态演化和源的过程跟踪均需引起高度重视。图 4给出基于形变资料的场源结合预报思路，体现了长中短临的渐进预报过程，重点考虑边界加载(静态和动态)、区域变形演化、应力应变集中区识别、断层闭锁程度、时序信号偏离、短临前兆异常等过程。

2.3 需要关注的问题

中国大陆内部的地壳形变资料积累时长不足100 a，相对于板内地震的孕震周期尚不能提供足够有效的约束；虽然国内外基于形变资料发展了很多模型，但针对中国大陆复杂的边界动力、孕震环境、断层密集展布特征等尚不能提供足够的模型支撑。因此，为了推进地震预测工作，亟需依据形变观测探索解决如下基本问题：1)典型构造区密集观测及通用大地测量模型的构建；2)高分辨率应力/应变场获取及其与地震的关系研究；3)我国地壳粘滞性结构的深入研究；4)活动地块/典型构造区变形机理的强化研究；5)断层滑动速率、闭锁程度/滑动亏损分布的可靠获取及模型研究；6)典型部位连续观测异常模式识别及机理研究。

基于地壳形变观测和模型研究，有效推进上述问题的解决，将为强震时间、地点、震级预测提供理论和观测支撑。其中，第1项主要针对形变监测及数据服务领域；第2~6项主要针对科学研究领域。具体而言，第2~5项主要针对地点和震级预测(包含一定程度的孕震阶段估计)，属于区域及孕震断层的运动、变形、力学特性的准确刻画问题；第6项主要针对地震时间和地点预测，属于地震前兆探索范畴。

3 需求和展望 3.1 地震预测研究对形变监测的需求

从经典大地测量到现代大地测量，其成果被广泛应用于地震预测研究中。近年来，大地测量已经从传统的静态模型向动态模型发展，由个别观测手段向多观测手段融合发展。

3.1.1 提升典型构造区大地测量变形的时空分辨能力

Smith-Konter等^[35]研究表明，获得完备的断层变形场结果，需要测站间隔约为断层闭锁深度的1/4。如果以孕震断层闭锁深度15~20 km进行估算，测站间距需要达到4~5 km。准确估计近断层尺度的应变率，要求数据在具有高精度(约1 mm/a)的同时，还具有较高的空间分辨率(约0.5 km)。目前，中国大陆地区的大地测量测站密度较低，比如川滇地区测站间距约22 km，天山地区约35 km，华北地区约21 km，相对于南加州重点地区的2 km间距^[36]相差一个数量级。图 5显示^[37]，如果缺乏断层近场观测约束，根据有限测点结果无法识别出断层是处于应变积累(图 5(a))还是滑动(图 5(b))状态，对于断层变形及力学特性的描述更无从谈起。

针对GNSS、区域水准、InSAR等手段，监测需求如下。

1) GNSS：由于南北地震带及西部地区的地壳变形速率较大，可用的GNSS共享连续站较少，因此需要围绕典型构造区(南北地震带、新疆天山地区、喜马拉雅构造结等)的重点断层段(比如长期地震重点危险区关注的断层段)开展密集GNSS观测(重点断层段近场达到1 km级，长期地震重点危险区达到5 km间距)，给出高时空分辨率的大地测量观测结果。东部地区在实现跨行业GNSS连续站数据共享的基础上，围绕典型断裂带建设GNSS基岩站，实现重点断层段10 km的GNSS连续站控制，同时以站址稳定、数据可靠的流动站观测为补充，形成对郯庐带、张渤带、汾渭带等重点段落弱变形信息的可靠识别。

2) 区域水准与InSAR：针对天山及南北地震带北段的典型逆冲断裂、青藏中南部及滇西典型拉张区，区域水准观测需针对典型断裂带采用几十km的多组剖面观测模式，实现1~2 a复测，以动态约束断裂带垂向变形特征。InSAR观测可以选取近东西走向、地表植被覆盖相对稀少的典型断裂带为监控目标，开展时序跟踪监测，并与GNSS、水准观测结果融合处理。东部地区区域水准需针对典型沉降区(京津冀、珠三角、长三角)开展强化监测，与GNSS、InSAR观测结果融合处理，通过构建模型分离出构造运动信息、地面荷载和地下流体变化导致的变形，为强震变形模型提供可靠的数据约束。

3.1.2 构建新一代形变前兆观测系统

针对跨断层和倾斜/应变前兆观测，需要尽快完善形变仪器出厂检定标准、入网计量标准、运行检定规范，强化仪器生产、使用、售后等环节的监管。1)优化长期地震重点危险区及重点构造带台网布局。开展典型断裂带的异常敏感点识别，优化跨断层场地、定点台站布局，实现对敏感断层的水平和垂直变形状态中等时间分辨率、定点台站的高时间分辨率监测。2)改善跨断层、定点形变的观测环境。针对观测场地和台站受环境干扰影响日益突出的问题，对观测环境或者洞室环境较差的测站进行全面改造、迁建或者停测等，保证产出优质的观测数据。3)研发新型应力、应变检测仪器。为了获取研究区域的应力/应变累积结果，亟需开展以钻孔观测为主的原地应力/应变探测，对典型构造区进行应力/应变累积量的普查。4)建立定点形变对比观测系统。由于定点形变类观测结果易受元器件工作性质不稳定的影响，为了剔除此类异常信息，需建立同台同类仪器的常规对比观测，以增强地壳形变异常信息的甄别能力。5)开展深井综合观测。通过对深井综合观测与传统观测在抗干扰、数据质量等方面进行对比分析，在重点构造带或长期地震重点危险区推广多探头(倾斜仪、应变仪、GNSS及地震学、地温仪、地磁仪等)深井综合观测。

3.1.3 基于通用大地测量模型的数据同化

为了给地震预测业务提供利于应用的数据产品，需要开展数据融合、同化等工作，并构建通用大地测量模型。1)广泛的数据融合。实现广泛的数据融合和同化，包括传统大地测量资料(三角测量、微波测距)与现今GNSS数据(包括地震系统、气象系统、测绘系统、科研项目测站)的融合，水准观测结果与InSAR结果的融合，GNSS时序与InSAR时序的融合等。2)提供空间可比的大地测量数据产品。通过广泛的数据融合，建立多数据源的统一空间参考基准，形成不同空间分辨率的数据结果，其中低空间分辨率的数据产品(如GNSS、区域水准速率结果)主要用于描述块体运动、变形整体特征，高空间分辨率的数据产品(如InSAR结果)可作为近断层尺度的滑动速率和闭锁深度反演的约束等。3)形成时间相关的大地测量数据产品。通过对时序数据的模型分析，构建统一的时间参考基准，保证观测结果在时间上具有可比性。4)典型地区通用大地测量模型函数表达。基于数据融合和同化过程，形成空间可比、时间相关的数据产品，针对典型构造区构建数学模型及物理模型，给出地壳变形与时间、地点的函数表达式，方便地震业务应用。

3.2 地震预测业务对形变科学研究的需求

地震预测业务的推进依赖于科学研究的进步，特别是基于实际的观测资料，构建可计算的物理模型，反过来再指导实际观测的过程，对地震预测研究意义重大。

3.2.1 高分辨率应力/应变场获取及其与地震的关系研究

根据弹性回跳模型和位错理论，定量识别震前地壳应力/应变积累状态, 是研究地震孕育长期进程的基础。需要开展如下两方面研究：1)地壳应力/应变结果的可靠获取。需要根据区域变形特征、地质资料、GNSS站点密度，融合几何方法(局部方法、整体方法)和物理方法(断层反演、数值模拟)的优点，研究一套综合的应变率场解算方案；为获取相对可靠的应力结果，需要不断研究和精化各种数学物理模型，更新和丰富先验信息，兼顾大地测量、震源机制、应力测量、地震地质等多源数据，构建综合模型，使应力场结果更加符合实际。2)应力/应变场与强震孕育的关系研究。应变结果反映了地球表面弹性能的积累和未来地震可能释放的能量，其区域性集中与地震的发生和地震的重复性存在重要联系；应力结果预示着可能发生地震的类型、触发地震的构造作用力以及地震可能释放的能量^[38]。因此，需要重点关注应力/应变累积量、动态演化过程与强震发生地点及震级的关系，亟需开展数学物理模型研究，构建应力/应变分布与地震的关联。

3.2.2 深入研究我国地壳粘滞性结构

流变性是地球岩石的一个基本特征，是联系应力和应变的纽带，其对岩石圈的变形有很大的影响。需要强化如下两方面研究:1)强化震后大地测量观测并开展深入研究。震后形变因其包含有地球介质的流变信息，已成为研究地球介质粘性特征的重要手段^[39]。因此需要针对7级以上地震，快速开展震后连续GNSS观测、精密水准复测和InSAR观测，为地壳粘滞性研究提供数据资料支撑。2)基于震间大地测量结果开展深入研究。岩石强度和等效粘滞系数与应变速率有关，基于震间的大地测量观测结果可以估算地壳粘滞性系数^[8]，研究过程需关注岩石岩性、应变率的准确估算、温度场的分布等影响因素。由于地壳内部的流变性不仅存在深度和横向差异，还可能存在各向异性特征，因此有必要针对模型方法、约束资料在具体区域进行精细研究，给出地震预测研究可用的、相对可靠的地壳粘滞性系数。

3.2.3 强化活动地块/典型构造区的变形机理研究

针对中国大陆复杂的边界动力环境和多块体构造特征，在准确获取应力/应变高分辨率分布、相对可靠获取地壳粘滞性系数的同时，需要深入研究典型构造区的地壳变形机理，主要包括以下3个方面：1)深入研究区域变形对边界动力加载的响应。为了研究地壳形变的驱动力源问题，需要通过模型反演和数值模拟等方法，定量给出相对独立的构造单元所发生的变形动态过程、活动地块边界深浅部动力作用、构造单元内主干断层的变形行为及库仑应力变化等。2)深入研究构造单元的相互作用。构建活动地块的运动学和动力学模型，研究典型构造区岩石圈非均匀结构、活动地块边界非规则特征、地球深部动力过程、地球热异常、活动断层影响等对区域变形的贡献，明确其主导驱动机制。3)深入研究区域变形与断层运动的关系。重点研究区域变形模型通过哪种机制将外部的动力作用转换为断层变形行为，识别并探索远离断层区域的变形分布对断层孕震的影响。

3.2.4 断层滑动速率、闭锁程度/滑动亏损分布的可靠获取及模型研究

由于强震发生在断层上部的脆性层上，并且地壳脆-韧转换带在强震孕育中可能发挥关键作用^[40]，因此需要基于形变观测资料从空间上识别孕震断层的闭锁特征，从动力过程角度构建物理模型研究深部加载效应、多断层组合等变形过程等。1)准确获取断层滑动速率。断层滑动速率是某一时段内断裂错动的平均速度^[41]，反映一条断裂带上应变能累积的速率。因此，需要准确给出活断层探查结果(以避免2014年鲁甸6.5级、2017年九寨沟7.0级地震无法确定发震断层的问题)、基于地质手段给出断层滑动速率、基于大地测量资料给出断层滑动速率，系统研究地质手段和大地测量手段得到的断层滑动速率的异同性及原因。2)准确获取断层闭锁程度分布。断层闭锁特征的研究对于强震地点、破裂区、震级以及一定程度上的时间预测均具有重要意义。目前有多套模型可用于反演断层闭锁程度，但数据约束、模型方法均会对结果产生影响，因此需要强化危险断层段落的近场大地测量观测，构建多套闭锁程度反演方法的综合评价体系。3)研究适合于描述中国大陆的断层孕震模型。针对中国大陆复杂的构造环境和潜在震源区较多的特点，需要继续强化“描述整个地震周期的综合模型”和“多断层组合模型”的研究，前者主要实现强震震间、同震、震后等过程的综合定量动力模型描述，后者主要实现多断层系统(比如巴颜喀拉地块的主要边界)相互作用的定量动力学模型构建。

3.2.5 典型部位连续观测异常模式识别及机理研究

影响地震孕育发生进程的驱动力源十分复杂，同时传递到孕震体的动力源还可能存在非稳态的扰动，因此针对典型部位(异常敏感点)的连续观测对于识别震前异常、进行强震时间地点预测至关重要。1)强化观测现象背后的机理研究。在地震短临预测探索中，基于传统大地测量、现代大地测量、定点观测均观测到了一些异常现象，需深入开展相关机理研究。2)提升观测系统可靠性。针对形变前兆观测，需解决仪器输出量与实际物理量传递函数问题，确保能监测到实际的变形量，降低环境、供电、温度、湿度等因素对观测结果的影响。3)强化慢滑移事件研究。同行专家利用钻孔应变仪和连续GNSS观测资料成功探测到了活动断裂带的慢滑移事件，并准确判断破裂区域、破裂类型、破裂传播方向等^[42-43]。为了探索中国大陆内部是否存在慢滑移现象及其机理，需要针对断层(特别是断层近场)进行连续密集观测，监测系统构建过程中既要重视仪器的灵敏性和可靠性，更要研究合理的布设方案。

总体而言，由于构造环境的复杂性，地壳变形分布和强度表现出明显的非均匀特性，影响因素包括介质各向异性、流变特性、构造应力加载特性等。在整个地壳变形体系中，断层变形与强震孕育发生过程最为密切，是了解地震过程和建立有效物理预报机制的关键。因此，需要强化断层近场密集观测，强化物理模型构建，在观测约束和机理解释上研究地震现象，探寻地震过程的物理本质，推进地震预测产生实质性进展。

致谢: 本文成稿得益于监测预报司组织的“地震预测预报科技需求调研”工作，感谢中国地震局所属单位的闫伟、徐晶、王静、庞亚瑾、邹镇宇、赵静、郭博峰、郑智江、冯蔚、刘晓霞等同志的调研工作，感谢江在森、张晶研究员的建设性意见。